Scommettiamo che la maggior parte delle persone che hanno una buona conoscenza della tecnologia hanno sentito il termine SoC o System on a Chip . Non era un granché 20^{(thing 20)} anni fa, o almeno non era qualcosa di così diffuso come lo è oggi, ma ai giorni nostri, il System on a Chip rappresenta un approccio per rendere i dispositivi elettronici più piccoli, più potenti e più efficiente dal punto di vista energetico^{(energy efficient)} che mai. È tutto bello e facile, ma sai cos'è un Soc? Cosa significa SoC o System on a Chip ? Perché è così importante per smartphone, tablet, router wireless, dispositivi indossabili e altri dispositivi mobili? Se vuoi saperne di più su cosa SoCsignifica, cosa fa e perché è un grosso problema, leggi questo articolo e troverai alcune risposte:

Che cos'è un SoC (System on a Chip)?

SoC è l'abbreviazione di System on a Chip . Un System on a Chip è un circuito integrato elettronico che contiene vari componenti elettronici progettati per lavorare insieme per raggiungere un obiettivo comune. La prima parte del termine - System - dice che si tratta di un complesso assemblaggio elettronico, mentre l'ultima parte - Chip - ti dice che tutti i componenti di quel sistema sono schiacciati insieme su un unico circuito integrato.

Per avere un'idea migliore di cosa sia un System on a Chip , immaginalo come un computer completo miniaturizzato e compresso per adattarsi a un singolo chip. Ad esempio, un SoC potrebbe essere paragonato a un sistema in miniatura^{(miniature system)} che ha una scheda madre, un processore, una scheda grafica, una scheda di rete^{(network card)} e così via. Per ottenere un'immagine migliore, guarda sotto questo paragrafo e vedrai che aspetto ha un sistema Exynos 4 Quad (4412) su un chip^{(System on a Chip)} , su un circuito stampato^{(circuit board)} di uno smartphone Samsung Galaxy S III^{(Samsung Galaxy S III smartphone)} .

Fonte: Wikipedia .

Quali sono gli usi comuni dei SoC?

I sistemi su chip^{(Systems on Chips)} sono ampiamente utilizzati in molti settori per tutti i tipi di scopi come smartphone, tablet, dispositivi indossabili, fotocamere digitali, router wireless e così via. Tuttavia, probabilmente i loro usi più comuni oggi sono per alimentare gli smartphone. Se ti stai chiedendo perché, tieni presente che sia gli smartphone che i tablet sono piccoli dispositivi che necessitano di molta potenza di elaborazione per funzionare e tutti devono soddisfare le esigenze degli utenti, che sono sempre più esigenti.

Ecco quanto è complesso il sistema Snapdragon 600 su chip di ^{(System on a Chip )}Qualcomm : un SoC utilizzato nel vecchio smartphone Samsung Galaxy S4^{(Samsung Galaxy S4 smartphone)} . I telefoni più recenti sono ancora più complicati e hanno SoC^(SoCs) ancora più miniaturizzati.

Fonte: ^(Source:) Wikipedia

Ad esempio, le persone vogliono essere in grado di utilizzare i propri smartphone per navigare in Internet, ascoltare musica, guardare video^{(watch videos)} , utilizzare la navigazione GPS^{(GPS navigation)} , scattare foto e filmare video, giocare, essere sempre connessi ai social network e così via. Tutte queste sono cose che necessitano non solo di un buon processore, ma anche di un buon chip grafico, un veloce chip wireless e Bluetooth^{(wireless and Bluetooth chip)} , supporto per la connessione a reti 4G, un chip GPS^{(GPS chip)} e l'elenco può continuare. E tutto ciò deve avvenire con il minimo consumo di energia^{(power consumption)}possibile. Dopotutto, nessuno vuole che i propri dispositivi si spengano dopo pochissime ore di utilizzo. La risposta è miniaturizzare tutto ciò che può essere miniaturizzato e spremere quanti più componenti possibile su una superficie più piccola. La conseguenza è una maggiore potenza di elaborazione^{(processing power)} e un minor consumo energetico^{(power consumption)} . Questo è esattamente ciò che offre un System on a Chip .

Quali sono i soliti componenti di un SoC ?

Un System on a Chip può avere una varietà di elementi, a seconda del suo scopo. Tuttavia, poiché la stragrande maggioranza dei SoC^(SoCs) viene utilizzata sugli smartphone, ecco un elenco dei componenti più comuni di tali dispositivi:

• CPU : l' unità di elaborazione centrale^{(Central Processing Unit)} o il processore è il fulcro di tutte le cose all'interno di un SoC . È la parte del SoC responsabile della maggior parte dei calcoli e delle decisioni. Riceve input da altri componenti hardware e software e fornisce^{(software and delivers)} risposte di output appropriate. Senza una CPU , non ci sarebbe SoC . La maggior parte delle CPU oggi ha due, quattro o otto core all'interno, per essere in grado di eseguire l'elaborazione parallela.
• GPU - è l'abbreviazione di Graphical Processing Unit ed è anche noto come chip video^{(video chip)} . La GPU è responsabile di quei giochi 3D che puoi giocare sul tuo smartphone e anche delle ordinate transizioni visive che vedi nell'interfaccia utente di qualsiasi dispositivo che utilizza un SoC .
• ^{(RAM )}Memoria ^(Memory)RAM : tutti i dispositivi informatici necessitano di memoria per funzionare. Per poter eseguire app e software devono essere utilizzati dati e per poterlo fare, un System on a Chip deve avere memoria RAM.
• Memoria ROM^{(ROM memory)} : proprio come un dispositivo ha bisogno di memoria RAM^{(RAM memory)} per essere in grado di eseguire app e altro software, deve anche disporre di memoria ROM^{(ROM memory)} per poter archiviare software come il firmware o il sistema operativo su^{(operating system)} cui è in esecuzione.
• Modem : nessuno smartphone sarebbe un telefono se non fosse in grado di connettersi alle reti radio. E con ciò ci riferiamo sia alle reti wireless che alle reti mobili 3G o 4G. I modem si occupano della rete o della connettività cellulare.

Ecco un'illustrazione di quali componenti include il System on a Chip chiamato Snapdragon 410 di Qualcomm:

Oltre a processore e memoria^{(processor and memory)} , altri SoC^(SoCs) , come quelli che si trovano sui router wireless e altri dispositivi di rete simili, potrebbero includere anche interfacce PCIe progettate per collegare i ricetrasmettitori radio, interfacce SATA^(SATA) e/o USB per la connessione a dispositivi di archiviazione. Nell'illustrazione qui sotto puoi vedere cosa si trova all'interno di un SoC BCM5862X^{(BCM5862X SoC)} di Broadcom . E se siete curiosi di saperne di più sui router Systems on Chips , ecco qualche ulteriore lettura sull'argomento: Router SoC 101 .

Fonte: ^(Source:) Hardware di Tom^{(Tom's Hardware)}

L'elenco dei componenti che abbiamo elencato nei paragrafi precedenti mostra solo alcuni elementi fondamentali, indispensabili, di un System on a Chip . Tuttavia, Systems on Chips può avere anche altre parti. Ad esempio, molti hanno componenti progettati per funzionare con servizi di localizzazione, sensori, sicurezza o interfacce in grado di funzionare con fotocamere migliori o schermi più grandi. L'elenco continua.

Quali sono i maggiori produttori di SoC^(SoCs) mobili e qual è il miglior SoC oggi^{(SoC today)} ?

I maggiori produttori di SoC oggi sono Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei , NVIDIA e Broadcom . Qualcomm, NVIDIA e MediaTek producono e vendono principalmente ^(MediaTek)SoC^(SoCs) mobili ad altre società di hardware che li utilizzano nei dispositivi che producono. Broadcom produce SoC^(SoCs) che vengono utilizzati principalmente in router e dispositivi di rete, e Samsung e Huawei non solo producono SoC^(SoCs) , ma sono anche due delle più grandi aziende di smartphone al mondo.

Dire quale sia il miglior System on a Chip è impossibile. Il settore sta crescendo e si sta evolvendo così rapidamente che, nel momento in cui potresti confrontare e decidere quale sia il miglior SoC , probabilmente ne sarebbe in arrivo uno nuovo per alimentare i dispositivi futuri.

Tuttavia, tieni presente che il miglior^{(the best )} SoC per te^{( for you)} potrebbe non essere quello con il miglior processore o i trasferimenti wireless più veloci. Il System on a Chip per te è quello che può far funzionare bene il tuo prossimo smartphone o dispositivo^{(smartphone or device work)} , offrire tutte le basi di cui hai bisogno e includere tutte le "periferiche" che desideri ( supporto 4G LTE^{(LTE support)} , WiFi con supporto allo standard 802.11ac , connettività USB^{(USB connectivity)} , ecc.).

Ecco un video interessante che mostra come i produttori di smartphone scelgono il giusto System on a Chip per ciascuno dei loro smartphone:

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di un SoC ?

Potresti ancora chiederti: perché qualcuno dovrebbe voler progettare, produrre e vendere un System on a Chip ? Ci sono parecchie ragioni per questo:

• Un SoC è solitamente piccolo^{(tiny )} e non occupa molto spazio all'interno di un dispositivo elettronico, il che lo rende una soluzione perfetta per piccoli dispositivi come smartphone, tablet o dispositivi indossabili, ad esempio. E questi tre soli esempi bastano a riempire il mondo di centinaia di miliardi di dollari.
• Quando devi progettare un dispositivo abbastanza grande da stare al meglio nel palmo della tua mano, l' integrazione^{(integration )} è una cosa che desideri. Ciò significa che puoi mettere un processore, un chip grafico, un modem e molti altri componenti nello stesso pollice quadrato^{(square inch)} .
• Poiché un SoC è piccolo e poiché integra molte parti diverse su un singolo chip, significa che il suo produttore non deve spendere tempo, denaro e risorse^{(money and resources)} per cablare parti fisiche significative e creare circuiti lunghi, il che a sua volta significa una produzione inferiore costi^{(lower manufacturing costs)} .
• I sistemi su un chip^{(Systems on a Chip)} sono molto più efficienti^{(power efficient)} dal punto di vista energetico rispetto a un sistema con componenti dedicati e separati come un PC desktop o un laptop, ad esempio. Un SoC può funzionare a batterie per tempi più lunghi, il che lo rende la scelta giusta per qualsiasi dispositivo mobile.

D'altra parte, Systems on Chips ha il grande svantaggio di non essere affatto adattabile. Per loro natura, i SoC^(SoCs) sono così strettamente integrati e così piccoli che non possono adattarsi o, in altre parole, non possono essere aggiornati. Un System on a Chip morirà solitamente come è nato: nulla cambia durante la sua vita. E questo è anche un motivo per cui se qualcosa si rompe all'interno di un SoC , non puoi riparare o modificare solo quella parte: devi sostituire l'intero SoC .

Sei d'accordo sul fatto che i Systems on Chips siano il futuro dell'elettronica?

Gli approcci tradizionali all'elettronica e in particolare ai dispositivi informatici riguardavano la creazione di sistemi che funzionano su parti separate e indipendenti. Tali esempi sono computer e laptop per esempio. Tuttavia, la miniaturizzazione permanente di tutte le cose che ci circondano significa che fanno sempre più affidamento su Systems on Chips^{(Systems on Chips)} più piccoli, migliori e più efficienti^{(power efficient)} dal punto di vista energetico . Smartphone, tablet, wearable, diavolo anche i dispositivi IoT ( Internet of Things ) lo dimostrano Systems on Chipssono una parte importante del futuro di tutta l'elettronica. Ma questo significa che prenderanno il controllo del mondo? E se diventassero così piccoli da rendere i nanorobot una cosa comune? Vogliamo avere tue notizie, quindi non esitare a condividere le tue opinioni nei commenti qui sotto.

Simple questions: What is a SoC (System on a Chip)?

We bet that most people who havе a good knowledge of technology have heard the term SoC or System on a Chip. It wasn't much of a thing 20 years ago, or at least it was not something as widely used as it is today, but in the present day, the System on a Chip represents an approach to making electronic devices smaller, more powerful and more energy efficient than ever before. That's all nice and easy but do you know what a Soc is? What does SoC or System on a Chip mean? Why is it such an important thing for smartphones, tablets, wireless routers, wearables and other mobile devices? If you want to learn more about what SoC means, what it does, and why it's such a big deal, read this article, and you'll find some answers:

What is a SoC (System on a Chip)?

SoC is the short term for System on a Chip. A System on a Chip is an electronic integrated circuit that contains various electronic components designed to work together to achieve a common goal. The first part of the term - System - says that it's all about a complex electronic assembly, while the last part - Chip - tells you that all the components of that system are squeezed together on a single integrated circuit.

To get a better idea of what a System on a Chip is, imagine it as a full computer that's miniaturized and compressed to fit on a single chip. For instance, a SoC could be compared to a miniature system that has a motherboard, a processor, a graphics card, a network card and so on. To get a better picture, look below this paragraph, and you'll see what an Exynos 4 Quad (4412) System on a Chip looks like, on a circuit board from a Samsung Galaxy S III smartphone.

Source: Wikipedia.

What are the common uses of SoCs?

Systems on Chips are widely used in many industries for all kinds of purposes such as for smartphones, tablets, wearables, digital cameras, wireless routers and so on. However, probably their most common uses today are for powering smartphones. If you're wondering why, keep in mind that both smartphones and tablets are small devices that need a lot of processing power to work and they all need to meet users' requirements, which are increasingly more demanding.

Here's just how complex the Qualcomm's Snapdragon 600 System on a Chip is - a SoC that was used in the old Samsung Galaxy S4 smartphone. Newer phones are even more complicated and have SoCs that are even more miniaturized.

Source: Wikipedia

For instance, people want to be able to use their smartphones to browse the internet, listen to music, watch videos, use GPS navigation, shoot photos and film videos, play games, be always connected to social networks, and so on. All these are things that need not only a good processor, but also a good graphic chip, a fast wireless and Bluetooth chip, support for connecting to 4G networks, a GPS chip and the list can go on. And all that must happen with the least power consumption possible. After all, nobody wants their devices to shut down after very few hours of use. The answer is to miniaturize everything that can be miniaturized and squeeze as many components as possible on a smaller surface. The consequence is a higher processing power and a lower power consumption. That is exactly what a System on a Chip offers.

Which are the usual components of a SoC?

A System on a Chip can have a variety of elements, depending on its purpose. However, as the overwhelming majority of SoCs are used on smartphones, here's a list of the most common components of such devices:

• CPU - the Central Processing Unit or the processor is the core of all things inside a SoC. It's the part of the SoC that's responsible for making most calculations and decisions. It receives input from other hardware components and software and delivers appropriate output responses. Without a CPU, there would be no SoC. Most CPUs today have two, four or eight cores inside, to be able to do parallel processing.
• GPU - is short for Graphical Processing Unit and it's also known as the video chip. The GPU is responsible for those 3D games you can play on your smartphone and also for the neat visual transitions that you see in the user interface of any device using a SoC.
• RAM Memory - all computing devices need memory to work. For being able to run apps and software data must be used, and to be able to do that, a System on a Chip must have RAM memory.
• ROM memory - just as a device needs RAM memory to be able to run apps and other software, it must also have ROM memory to be able to store software like the firmware or the operating system that it runs.
• Modem - no smartphone would be a phone if it weren't able to connect to radio networks. And by that, we refer to both wireless networks and to 3G or 4G mobile networks. Modems take care of network or cellular connectivity.

Here's an illustration of what components the System on a Chip called Snapdragon 410 from Qualcomm includes:

Besides a processor and memory, other SoCs, like the ones found on wireless routers and other similar networking devices, might also include PCIe interfaces designed to connect the radio transceivers, SATA and/or USB interfaces to connect to storage devices. In the illustration below you can see what's found inside a BCM5862X SoC from Broadcom. And if you're curious to know more about routers Systems on Chips, here's some further reading on the subject: Router SoC 101.

Source: Tom's Hardware

The list of components that we've listed in the paragraphs above shows only a few core, must-have, elements of a System on a Chip. However, Systems on Chips can have other parts as well. For instance, many have components designed to work with location services, sensors, security, or interfaces capable of working with better cameras or larger screens. The list goes on.

Which are the largest manufacturers of mobile SoCs and which is the best SoC today?

The largest SoC manufacturers today are Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei, NVIDIA, and Broadcom. Qualcomm, NVIDIA, and MediaTek manufacture and sell mostly mobile SoCs to other hardware companies which use them in the devices they produce. Broadcom makes SoCs that are mainly used in routers and networking devices, and Samsung and Huawei not only make SoCs but they are also two of the largest smartphones companies in the world.

To say which is the best System on a Chip is impossible. The industry is growing and evolving so rapidly that, by the time you could compare and decide on which is the best SoC, a new one would probably be on its way to power future devices.

However, keep in mind that the best SoC for you might not be the one with the best processor or the fastest wireless transfers. The System on a Chip for you is the one that can make your next smartphone or device work well, offer all the basics you need, and include all the "peripherals" you want (4G LTE support, WiFi with support for the 802.11ac standard, USB connectivity, etc.).

Here's an interesting video that shows you how smartphone manufacturers choose the right System on a Chip for each of their smartphones:

What are the advantages and disadvantages of a SoC?

You might wonder still: why would somebody want to design, manufacture and sell a System on a Chip? There are quite a few reasons for that:

• A SoC is usually tiny and doesn't take a lot of space inside an electronic device, which makes it a perfect solution for small devices like smartphones, tablets, or wearables, for instance. And these three examples only, are enough to fill the world with hundreds of billions of dollars.
• When you have to design a device that's large enough to fit in your palm at best, integration is a thing you want. That means that you can put a processor, a graphic chip, a modem and many other components in the same square inch.
• Because a SoC is small and because it integrates many different parts on a single chip, it means that its manufacturer doesn't have to spend time, money and resources on wiring significant physical parts and creating long circuits, which in its turn means lower manufacturing costs.
• Systems on a Chip are a lot more power efficient than a system with dedicated, separate components like a desktop PC or a laptop for instance. A SoC can run on batteries for longer times, which makes it a right choice for any mobile device.

On the other hand, Systems on Chips have the big disadvantage of not being adaptable at all. By their nature, SoCs are so tightly integrated and so small that they cannot adapt or, in other words, they cannot be upgraded. A System on a Chip will usually die the same as it was born: nothing changes during its lifetime. And that's also a reason for why if something breaks inside a SoC, you cannot repair or change only that part - you have to replace the whole SoC.

Do you agree that Systems on Chips are the future of electronics?

Traditional approaches to electronics and especially computing devices were about creating systems that run on separate, independent parts. Such examples are computers and laptops for instance. However, the permanent miniaturization of all things around us means that they are relying increasingly more on smaller, better, more power efficient Systems on Chips. Smartphones, tablets, wearables, hell even the IoT (Internet of Things) devices prove that Systems on Chips are an important part of the future of all electronics. But does that mean that they will be taking over the world? What if they will become so small that they will make nanorobots a common thing? We want to hear from you, so don't hesitate to share your opinions in the comments below.

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